一、引言

針對車機(jī)DAB接收能力的測試，除了采用專業(yè)儀器RWC2010C進(jìn)行信號參數(shù)和協(xié)議一致性驗(yàn)證之外，還有一種實(shí)際場景模擬測試的需要。后者實(shí)際上需要進(jìn)行海外實(shí)景信號的采集存儲，并在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行場景重現(xiàn)。

一般而言，采用射頻記錄回放系統(tǒng)進(jìn)行射頻場景采集、存儲和回放，但是如何進(jìn)行采集設(shè)備的選型？又如何選擇可靠的天線配合采集和回放？如何盡可能無失真還原現(xiàn)場射頻實(shí)景？都是很有講究的。

本文的內(nèi)容主要就是針對上述幾個(gè)核心問題進(jìn)行拋磚引玉的探討。

二、高精度采集

只有擁有高精度的采集能力，才有高精度回放的可能。那么一個(gè)射頻采集回放系統(tǒng)如何來確保高精度采集呢？

針對如下圖所示的一個(gè)寬帶射頻信號，我們?nèi)绾蝸磉M(jìn)行高精度的采集需要從幾個(gè)方面來進(jìn)行優(yōu)化。

一個(gè)實(shí)際射頻場景示意圖

01本底噪聲

第一個(gè)重要的優(yōu)化是本底噪聲。因?yàn)楸镜自肼暃Q定了整個(gè)設(shè)備對低功率信號的采集捕獲能力，比如要捕獲GPS這樣的微弱信號，如果本底噪聲不夠好，那么是萬萬不行的。

本底噪聲

02載波抑制能力

如果是采用直采方案，必然會引入載波泄漏，如下圖所示：

儀器本振載波泄漏

經(jīng)過優(yōu)化以后，可以獲得如下的結(jié)果：

優(yōu)化后的本振泄漏

因此射頻采集回放系統(tǒng)是否具有自我優(yōu)化的能力十分重要，同時(shí)為了進(jìn)一步減少本振泄漏對采集信號的影響，采集參數(shù)設(shè)置須考慮盡力將儀器的本振頻率點(diǎn)和真實(shí)的射頻信號錯(cuò)開一些，如下圖所示:

優(yōu)化設(shè)置的采集方案

通過優(yōu)化可以最大程度減少儀器對被采集信號的影響，從而確保采集精度。

03高采樣率和位深

回歸射頻采集的本質(zhì)，是將射頻信號進(jìn)行高數(shù)據(jù)率的IQ解析和存儲，因此采樣率和位深決定了采集信號的精度，RFCS的典型參數(shù)如下表：

但是值得留意的是高采樣率和位深會導(dǎo)致數(shù)據(jù)吞吐量快速增加，從而對儀器的設(shè)計(jì)架構(gòu)和高速傳輸能力提出挑戰(zhàn)，甚至?xí)绊懙絻x器使用穩(wěn)定性，這也是考察射頻采集回放系統(tǒng)的一個(gè)重要方面。

三、近無失真回放及驗(yàn)證

首先我們探討如何來驗(yàn)證回放信號是否具有大的失真，要解決這個(gè)問題，必然要采用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的信號源來進(jìn)行對比測試。

驗(yàn)證的第一步，是利用帶C/N模擬功能的高精度矢量信號分析儀對標(biāo)準(zhǔn)矢量信號發(fā)生器發(fā)生的信號進(jìn)行EVM或MER驗(yàn)證，如果矢量信號發(fā)生器是某種特定標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)制信號比如DVB-C或是其他，則矢量信號分析儀支持對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)為最佳。

測試框圖如下：

檢測的核心是EVM或MER，因?yàn)樵撝的芫C合反應(yīng)信號的好壞。為了定標(biāo)對比，需要設(shè)置特定帶寬的AWGN來模擬C/N，從而精確模擬EVM或是MER。如果矢量信號發(fā)生器還具備IQ失真模擬，則更具備驗(yàn)證的靈活性。

驗(yàn)證的第二步是利用射頻記錄回放系統(tǒng)對矢量信號發(fā)生器（保持同樣的參數(shù)設(shè)置）進(jìn)行信號采集和存儲。

驗(yàn)證的第三步是利用射頻記錄回放系統(tǒng)對采集的信號進(jìn)行回放，然后再次利用高精度矢量信號分析儀進(jìn)行分析，得到EVM或MER。

兩次得到的EVM或MER之差即為失真的程度。一般而言，如果可以達(dá)到0.5-1dB的偏差則可近乎視為無失真。RFCS系統(tǒng)則可以達(dá)到此等采集回放能力。

特別需要說明的是，回放的精度決定了未來進(jìn)行場景重現(xiàn)的能力，雖然射頻采集回放系統(tǒng)并不是場景重現(xiàn)的所有，但是這是確保場景近乎無失真重現(xiàn)的基礎(chǔ)。

四、場景重現(xiàn)

本文已經(jīng)分析了高精度采集和近無失真回放，也表達(dá)了這并非是近無失真場景重現(xiàn)的充要條件，那么還有哪些因素會影響到場景重現(xiàn)的準(zhǔn)確性？又有哪些方式可以盡力來規(guī)避這些問題呢？

我們可以從一張表來簡單定義車機(jī)接收DAB（或其他廣播信號） 信號要近無失真還原所需要考慮的因素，同時(shí)也提出簡易的解決辦法。

考慮這些因素后，我們可以考慮的方案是：

采用固定的屏蔽空間來進(jìn)行場景重現(xiàn)模擬；

固定天線位置，環(huán)形天線9KHz-30MHz波段，雙錐天線30MHz-300MHz

天線位置避免極端靠近車輛天線，從而盡力降低定向性影響，但是又要考慮功率調(diào)節(jié)的可能性。

車輛停放位置保持固定方向。

五、典型測試工具

實(shí)現(xiàn)DAB高質(zhì)量信號采集和近無失真場景重現(xiàn)的關(guān)鍵工具包括：

射頻采集回放系統(tǒng)RFCS

錄制帶寬支持2M到100MHz任意可設(shè)

頻率范圍覆蓋300KHz到6.0GHz

IQ數(shù)據(jù)率500MBps

250MS/s采樣率

ADC精度16 Bit

1PPS，IRIG-B Support（需另配選件）

支持最大保持、最小保持和平均處理顯示

多達(dá)20多個(gè)Marker功能，滿足多種標(biāo)記測試需要

數(shù)據(jù)格式兼容MATLAB

提供IQ數(shù)據(jù)處理工具軟件

9K-30MHz天線 PLA0930

30M-300MHz天線

PDA30300

六、結(jié)語

實(shí)現(xiàn)近無失真的DAB射頻實(shí)景場景重現(xiàn)從而對車機(jī)DAB接受能力進(jìn)行測試有很大的參考價(jià)值，雖然并不能完全替代實(shí)驗(yàn)室嚴(yán)格的功能和性能檢測，但是可以做很好的輔助驗(yàn)證，本文討論的是基于射頻采集回放的一些基本原理和實(shí)現(xiàn)高精度采集回放的關(guān)鍵因素，并討論了場景重現(xiàn)所需要考慮的因素，鑒于水平有限，還望大家多多指正。歡迎致電交流010-64327909。